Эксплуатация зданий

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Определение физического износа отдельных конструкций, элементов здания и здания в целом

1.1 Определение физического износа отдельных элементов

В курсовом проекте подробно рассматривается 3 элемента конструкции. Приводим повреждения и физический износ элементов в таблице 2.1

Таблица 1 - Элементы конструкций, поврежденность, физический износ

Элемент	Группа признаков износа	Физический износ
Стена кирпичная	Отдельные трещины и выбоины по кирпичам; трещины по штукатурному слою шириной раскрытия 1,5 мм; отслаивание и обрушение штукатурного слоя на отдельных участках; размораживание и разрушение кладки; единичные несквозные трещины по кладке шириной раскрытия 1,2 мм; выпадение кирпичей из кладки стен, незначительное отклонение от вертикали и выпучивание стен на 45% всей площади.	50%
Перемычка железобетонная	Единичные сколы; недоуплотнение на отдельных участках; отслаивание защитного слоя бетона на 15% площади; размораживание бетона поверхностного слоя; разрушение защитного слоя бетона в местах расположения конструктивной арматуры на 25% площади, длина поврежденных участков арматуры 0,01 длины перемычки.	30%
Плита перекрытия	Единичные сколы бетона плит, отслаивание защитного слоя, поперечные и продольные трещины (шириной раскрытия 1,0 мм) прогиб плиты перекрытия (40 % от допустимого).	50%

1.2 Физический износ группы элементов

Физический износ группы конструкций (перемычка ж/б) составляет:

Физический износ 20% имеют 75% конструкций, остальные 25% конструкций имеют физический износ 30%. Составляем пропорцию для получения общего физического износа:

20% · 0,75 = 15%

30% · 0,25 = 7,5%

=22,5%, округляем до 5% и получаем окончательный физический износ 25%.

Физический износ группы конструкций (плита перекрытия) составляет:

Физический износ 50% имеют 20% конструкций, остальные 80% конструкций имеют физический износ 30%. Составляем пропорцию для получения общего физического износа:

50% · 0,20 = 10%

30% · 0,80 = 24%

=34%, округляем до 5% и получаем окончательный физический износ 35%.

Физический износ группы конструкций (стена кирпичная) составляет:

Физический износ 50% имеют 30% конструкций, остальные 70% конструкций имеют физический износ 20%. Составляем пропорцию для получения общего физического износа:

50% · 0,30 = 15%

20% · 0,70 = 14%

=29%, округляем до 5% и получаем окончательный физический износ 30%.

1.3 Определение физического износа здания

Здание кирпичное девятиэтажное с техническим подпольем.



Рисунок 1 - План квартиры 2 этажа

Характеристика здания.

Фундаменты железобетонные; стены кирпичные; заполнение дверными и оконными проемами; перегородки гипсобетонные; перекрытия железобетонные; кровля - рулонная по железобетонным плитам с внутренним водостоком; полы - дощатые.

Имеется центральное отопление, водопровод, канализация, горячее водоснабжение, электроосвещение, газоснабжение, лифт, мусоропровод, радио, телевидение, телефон.

Группа капитальности здания - I.

При обследовании кирпичного 9-этажного жилого здания проведена оценка физического износа всех конструктивных элементов.

Расчет физического износа здания сведен в таблицу 2. Удельные веса конструктивных элементов и инженерного оборудования приняты в соответствии со “Сборником №28 укрупненных показателей восстановительной стоимости жилых, общественных зданий и здания, и сооружения коммунально-бытового назначения для переоценки основных фондов” (М., 1970); удельные веса каждого элемента (по восстановительной стоимости укрупненных конструктивных элементов, приведенных в сборнике №28) приняты в соответствии с приложением Е в зависимости от группы капитальности здания.

Таблица 2 - Расчет физического износа кирпичного девятиэтажного здания с техническим подпольем

Наименование элементов здания	Удельные веса конструктивных элементов	Удельные веса каждого элемента по приложению Д	Расчетный удельный вес элемента li*100%	Физический износ элементов здания
				по результатам оценки Фк	средневзвешенное значение физического износа
1 Фундамент	2		2,00	20	0,40
2 Стены		73	22,63	30	6,79
	31
3 Перегородки		27	8,37	10	0,84
4 Перекрытия	13		13,00	35	4,55
5 Крыша		75	1,50	10	0,15
	2
6 Кровля		25	0,50	30	0,05
7 Полы	9		9,00	20	1,8
8 Окна		48	5,76	10	0,58
	12
9 Двери		52	6,24	10	0,62
10 Отделочные покрытия	6		6,00	20	1,2
11 Внутренние сантехнические и электротехнические устройства	18		18,00	15	2,7
В том числе:
- отопление
- холодное водоснабжение
- горячее водоснабжение
- канализация
- газоснабжение
- электроснабжение
12 Прочие:	7,0
- лестницы		31	2,17	10	0,22
- балконы		24	1,68	10	0,17
- прочее		45	3,15	10	0,32
Итого			100		20,39
Полученный результат округляем до 1 %. Физический износ здания - 20%.

При обследовании было выявлено:

Фундаменты: отслаивание и разрушение штукатурного слоя цокольной части стен; единичные трещины в цокольной части стен шириной раскрытия 1,0 мм.

Стены: отдельные трещины и выбоины по кирпичам; трещины по штукатурному слою шириной раскрытия 1,5 мм; отслаивание и обрушение штукатурного слоя на отдельных участках; размораживание и разрушение кладки; единичные несквозные трещины по кладке шириной раскрытия 1,2 мм; выпадение кирпичей из кладки стен, незначительное отклонение от вертикали и выпучивание стен на 45% всей площади.

30% площади стен - физический износ 50% > 15%

70% площади стен - физический износ 20% > 14%

Итого - физический износ 29% >30%.

Перегородки: трещины в местах сопряжения перегородок с перекрытиями.

Перемычки: единичные сколы; недоуплотнение на отдельных участках; отслаивание защитного слоя бетона на 15% площади; размораживание бетона поверхностного слоя; разрушение защитного слоя бетона в местах расположения конструктивной арматуры на 25% площади, длина поврежденных участков арматуры 0,01 длины перемычки.

75% площади стен - физический износ 20% > 15%

25% площади стен - физический износ 30% > 7,5%

Итого - физический износ 22,5% >25%.

Перекрытия: единичные сколы бетона плит, отслаивание защитного слоя, поперечные и продольные трещины (шириной раскрытия 1,0 мм) прогиб плиты перекрытия (40 % от допустимого).

20% площади перекрытия - физический износ 50% > 10%

80% площади перекрытия - физический износ 30% > 24%

Итого - физический износ 34% > 35%.

Крыша: сколы бетона 8 мм, единичные трещины по отделочному покрытию.

Кровля: единичные вздутия верхнего гидроизоляционного ковра, отслаивание в местах примыкания к вертикальным поверхностям парапетных участков стен; прорастание, расстройство швов в местах наклейки полос; засорение и повреждение деталей водоприемных устройств.

Полы: единичные мелкие сколы, незначительные щели между досками; отслаивание и частичное разрушение окрасочного покрытия на отдельных участках.

Отделочные покрытия: единичные участки повреждения штукатурного слоя; загрязнение окрасочного покрытия.

Окна и двери: истертость в притворках; мелкие повреждения отливов.



2. Выбор комплекса мероприятий по восстановлению конструкций здания

Совокупность эксплуатационных свойств зданий и сооружений в значительной степени обеспечивается качеством и долговечностью строительных конструкций. Экономичные конструктивные решения предполагают применение в проектах капитального ремонта жилых зданий эффективных конструкций и новых эффективных материалов с учетом их долговечности. Выбор рациональных вариантов конструктивных решений осуществляют по минимуму приведенных затрат.

График на котором отражена группировка ремонтных работ и их периодичность за весь период эксплуатации для здания I группы капитальности, приведен на рисунке 2.



Условные обозначения:

1,2,3 - ремонт элемента; 1,2,3 - замена элемента

Рисунок 2 - График группировки ремонтных работ и их периодичность за весь срок эксплуатации для зданий I группы капитальности:

1 - фундаменты; 2 - стены и перегородки; 3 - перекрытия; 4 - крыша и кровля; 5 - пол; 6 - окна и двери; 7 - отделка и облицовка; 8 - сантехнические и электрические устройства; 9 - прочие конструкции.

3. Способы восстановления (усиления) трех различных конструкций (элементов)

3.1 Способ восстановления кирпичной стены

При обследовании стен второго этажа жилого девятиэтажного дома, после удаления отделочных слоев выявлены следующие многочисленные дефекты и повреждения :

Отдельные трещины и выбоины по кирпичам;

Трещины по штукатурному слою шириной раскрытия 1,5 мм;

Отслаивание и обрушение штукатурного слоя на отдельных участках;

Единичные несквозные трещины по кладке шириной раскрытия 1,2 мм;

Выпадение кирпичей из кладки стен, незначительное отклонение от вертикали и выпучивание стен на 45% всей площади.

Физический износ составит не менее 50%.

Для обеспечения необходимой долговечности и несущей способности данной кирпичной стены рекомендуется выполнить комплекс работ по восстановлению:

Усиление угла стен представлен на рисунке 3:

удаление всех отделочных покрытий;

перекладка отдельных участков стен с использованием кирпича соответствующей марки;

зачистка, расшивка трещин с последующим заполнением их раствором.

утепление фасада;

восстановление отделочных слоев.



Рисунок 3 - Схема усиления кирпичной стены.

3.2 Способ восстановления перемычки железобетонной

При обследовании стен второго этажа жилого девятиэтажного дома, после удаления отделочных слоев выявлены следующие многочисленные дефекты и повреждения перемычки железобетонной в осях 1-3, Г:

Единичные сколы;

Недоуплотнение на отдельных участках;

Отслаивание защитного слоя бетона на 15% площади;

Размораживание бетона поверхностного слоя;

Разрушение защитного слоя бетона в местах расположения конструктивной арматуры на 25% площади, длина поврежденных участков арматуры 0,01 длины перемычки.

Физический износ составит не менее 30%.

Для обеспечения необходимой долговечности и несущей способности данной железобетонной перемычки рекомендуется выполнить комплекс работ по восстановлению:

Усиление представлено на рисунке 4:

удаление всех отделочных покрытий;

удаление отслоившихся и поврежденных фрагментов бетона;

зачистка поврежденной арматуры;

покрытие арматуры антикоррозионным слоем;

выполняется штроба для уголков с двух сторон перемычки;

крепятся тяжи из полосовой стали с помощью болтами;

отверстия в стене зачеканиваются;

восстановление отделочных слоев.

Рисунок 4 - Схема усиления железобетонной перемычки.



3.3 Способ восстановления плиты перекрытия

восстановление конструкция железобетонный перемычка

При обследовании перекрытия второго этажа жилого девятиэтажного дома, после удаления отделочных слоев выявлены следующие многочисленные дефекты и повреждения пустотной плиты в осях 1-3, Г-Д:

Единичные сколы бетона плит;

Отслаивание защитного слоя;

Поперечные и продольные трещины (шириной раскрытия 1,0 мм);

Оголение и поверхностная коррозия арматуры и закладных деталей;

Прогиб плиты перекрытия (40% от допустимого).

Физический износ составит не менее 50%.

Для обеспечения необходимой долговечности покрытия рекомендуется выполнить комплекс работ по восстановлению плит:

Усиление представлено на рисунке 5:

удаление всех отделочных покрытий;

удаление отслоившихся и поврежденных фрагментов бетона;

зачистка поврежденной арматуры;

покрытие арматуры антикоррозионным слоем;

выполняется штробирование плиты через две пустоты;

производится закладка дополнительной арматуры;

швы заделываются полимерраствором;

расшивка выявленных трещин и заделка их составом шовной гидроизоляции;

восстановление отделочных слоев.



Рисунок 5 - Схема усиления плиты перекрытия установкой дополнительной арматуры на растворе.



4. Анализ надежности системы теплообеспечения зданий микрорайона

Система теплообеспечения зданий микрорайона представляет комплекс технических средств, предназначенных для использования тепловой энергии, поступающей из наружной тепловой сети на отопление зданий. Она состоит из оборудования и устройств внутриквартирного теплообеспечения (ЦТП, разводящая тепловая сеть отопления) и домовых систем отопления.

Задачей функционирования системы является поддержание в помещениях зданий благоприятных температурных условий в течении отопительных периодов на протяжении всего срока службы зданий.

Система отопления здания должна удовлетворять определенным требованиям:

возмещать потери теплоты через наружные ограждения помещений и поддерживать в них установленную нормами температуру (tв).

быть индустриальной при изготовлении ее деталей и монтаже.

экономичность в эксплуатации.

Успешное выполнение этой задачи возможно при условии достаточно надежной работы системы.

Определяем фн (tнр.от). Лимитированное время на устранение отказа фн (tн) определяется с учетом температуры наружного воздуха tн и теплоустойчивости здания, исходя из допустимости кратковременного понижения температуры воздуха в оталиваемых помещениях на 6 0С от расчетного значения этой температуры tвр.

tнр.от= - 24 0С - для г.Гомеля

Для определения фл (tнр.от) и фн (tн) строим график понижения температуры воздуха в представительном помещении здания в результате аварийного прекращения теплообеспечения здания. Температура воздуха в помещении через время ф после прекращения теплоснабжения здания:

где 0С - расчетная температура внутреннего воздуха для угловых комнат;

- условная температура наружного воздуха, учитывающая бытовые теплопоступления помещения,

где - удельная величина бытовых теплопоступлений, принята в размере 21 Вт на 1м2 площади помещения;

- площадь представительного помещения, принимаем 21,1 м2;

- удельные теплопотери помещения, принимаем 48 Вт/0С.

Коэффициент А определяем по формуле:

где - темп охлаждения нагревательного прибора системы отопления (радиатор чугунный);

- показатель теплоустойчивости помещения;

Kt= 0,93 - коэффициент, учитывающий особенности конвективно-лучистого теплообмена в помещении.

Тогда при расчете получаем:

Для построения графиков изменения температуры расчет производим через интервалы времени 4ч (до 32ч) при ; оС.

0

Рассчитаем при :

Остальные расчеты представим в виде матрицы, которая показывает значения при других температурах, и была рассчитана с использованием MathCAD.



На графике (рисунок 6) представлена зависимость температуры воздуха в помещении от времени после прекращения теплоснабжения здания.



Рисунок 6 - График падения температуры

Таким образом:

tв(ф,-5)=32,45 ч; tв(ф,-10)=21,10 ч; tв(ф,-24)=9,24 ч; tв(ф,-30)=7,01 ч; tв(ф,-35)=5,70 ч.

С учетом времени восстановления работоспособности элементов, принимаем способ устранения отказа или резервирования элементов.

Таблица 3 - Способ устранения отказа или резервирования элементов

Наименования элементов	Замена на запасной	Ремонт на месте	tв(ф,-5) 32,45ч	tв(ф,-10) 21,10ч	tв(ф,-24) 9,24ч	tв(ф,-30) 7,01ч	tв(ф,-35) 5,70ч
Насос массой до 100 кг.	4,5	>11	Резервирование	Резервирование	Ремонт на месте	Ремонт на месте	Ремонт на месте
Задвижка диаметром от 100 до 200мм.	2,5-6	>14	Резервирование	Резервирование	Ремонт на месте	Ремонт на месте	Замена на запасной
Обратный клапан диаметром от 50 до 200 мм.	1,9-5,3	>(6,5-14)	Резервирование	Резервирование	Ремонт на месте	Ремонт на месте	Замена на запасной
Регулятор расхода РР-50 и РР-100	1,5 и 3	>(4-10)	Резервирование	Резервирование	Ремонт на месте	Ремонт на месте	Ремонт на месте
Водонагреватель наружный с числом секций 2	6,6-11	-	Резервирование	Резервирование	Резервирование	Резервирование	Замена на запасной
Внутриквартальная тепловая сеть диаметром 0,1-0,2 м.	-	6	Резервирование	Резервирование	Резервирование	Резервирование	Ремонт на месте
Трубопровод системы отопления	-	3	Резервирование	Резервирование	Резервирование	Резервирование	Резервирование
Отопительный прибор	4	-	Резервирование	Резервирование	Резервирование	Резервирование	Резервирование

Вероятность безотказной работы системы, состоящей из m последовательно соединенных элементов, подсчитываем по формуле:

где - вероятность безотказной работы i-го элемента за отопительный период.

Продолжительность отопительного периода принимаем по СНБ 2.04.02-2000 “Строительная климатология”.

для города Гомеля составляет 125 суток.

В рассматриваемый период могут иметь место как внезапные, так и износовые отказы элементов в системе. Эти отказы являются независимыми и несовместимыми событиями. Поэтому вероятность безотказной работы любого элемента системы определяется произведением вероятностей безотказной работы при износовых и внезапных отказах.

.

С учетом интенсивности внезапных отказов элемента , 1/год, принимаемой по таблице 4,

Таблица 4 - Интенсивность внезапных отказов элементов

Наименование элемента	Единица измерения	Интенсивность внезапных отказов, год
Теплообменник	1 секция	4,1х10-3
Задвижка	1 шт.	4,3х10-3
Обратный клапан	1 шт.	3 х10-2
Насос	1 шт.	4х10-2
Трубопроводы в здании	100 м	2х10-3
Отопительный прибор	1 шт.	1,8х10-3
Трубопроводы квартальной сети	100 м	5х10-3

Расчет производим по форме таблицы 6.

Таблица 5 - Расчет вероятности безотказной работы элемента

Элемент	а, лет-1
Теплообменник	4,1х10-3	0.342	0,599
Задвижка	4,3х10-3	0.342	0,584
Обратный клапан	3х10-2	0.342	0,024
Насос	4х10-2	0.342	0,007
Трубопроводы в здании	2х10-3	0.342	0,779
Отопительный прибор	1,8х10-3	0.342	0,799
Трубопроводы капитальной сети	5х10-3	0.342	0,535

,

,

,

,

,

,

.

Далее производим расчет вероятности безотказной работы элементов при износовых отказах. По заданному в исходных данных ряду распределений величины срока службы до замены каждого элемента системы определяем его средний срок службы и среднеквадратическое отклонение .

где - конкретные значения сроков службы элементов здания, зафиксированные в результате обследования;

- число элементов, имеющих данный срок службы;

- общее число обследованных элементов.

Среднеквадратическое отклонение срока службы

,

где - дисперсия, т. е. мера отклонения конкретного значения срока службы его среднего значения,

;

- статическая вероятность конкретного значения срока службы элемента системы.

Таблица 6 - Расчет среднеквадратического отклонения срока службы элементов

Элемент	xi, лет	mi	Тк,лет	Dx	у
Теплообменник	20	1	51	912,95	30,21
Задвижка	15	3		1205,28	34,72
Обратный клапан	15	3		1179,36	34,34
Насос	25	1		621,92	24,94
Трубопроводы в здании	30	3		414,54	20,36
Отопительный прибор	30	3		405,72	20,14
Трубопроводы капитальной сети	15	3		1205,28	34,72

, , ,

Вероятность исправной работы системы за отопительный период

.

Для i-го элемента системы

,



где , .

Расчет производим по форме таблицы 7.

Таблица 7 - Расчет вероятности исправной работы системы за отопительный период

Элемент
Теплообменник	0,0144	0,0031	0,0057	0,0012	0,767
Задвижка	0,0126	0,0027	0,0050	0,0011
Обратный клапан	0,0127	0,0027	0,0051	0,0011
Насос	0,0175	0,0038	0,0070	0,0015
Трубопроводы в здании	0,0214	0,0047	0,0085	0,0019
Отопительный прибор	0,0217	0,0047	0,0087	0,0019
Трубопроводы квартальной сети	0,0126	0,0027	0,0050	0,0011

Вывод: после произведенных расчетов на анализ надежности системы теплообеспечения здания были получены следующие значения Что означает 93,1% срока эксплуатации инженерных систем теплообеспечения будет обеспечена их безотказная работа.



Список литературы

1. Васильев А.А. Оценка физического износа жилых и общественных зданий: практ.пособие/ А.А.Васильев, С.В.Дзирко. - Гомель, 2009. - 124с.

2. Сборник №28 укрупненных показателей восстановительной стоимости жилых, общественных зданий и здания и сооружения коммунально-бытового назначения для переоценки основных фондов. - М.:Строймздат, 1970. - 120с.

3. СНБ 4.02.01-03 Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. - Минскстройархитектура Республики Беларусь, 2003.

4. Бойко М.Д. техническое обслуживание и ремонт зданий и мооружений: справ.пособие/ М.Д.Бойко. - М.:Стройиздат, 1993. - 208с.

5. Васильев А.А. Техническая эксплуатация жилых и общественных зданий: учебно-метод. Пособие/ А.А.Васильев. - Гомель: БелГУТ, 2009. - 43с.

Размещено на Allbest.ru

...